Schnelleres Monitoring von Muskelerkrankungen

04. Dezember 2019

Ein neues bildgebendes Verfahren hilft, das Fortschreiten neuromuskulärer Erkrankungen wie der Duchenne-Muskeldystrophie zuverlässig zu diagnostizieren. An der Erlanger Studie waren auch Wissenschaftler der LMU beteiligt.

Aufnahmen mit Ultraschall (schwarz-weiß) und multispektraler optoakustischer Tomographie, MSOT, (farbig) im Vergleich: Mit der MSOT lassen sich neue molekulare Gewebemerkmale wie die Zunahme von Bindegewebe (Kollagen, türkis) oder Fett (Lipid, gelb) im Muskel von Patienten mit Muskeldystrophie (rechts) in Echtzeit erkennen. (Aufnahmen: F. Knieling/Uni-Klinikum Erlangen)

Die Muskeldystrophie des Typs Duchenne (DMD) ist eine der häufigsten erblichen Muskelkrankheiten, betroffen sind fast ausschließlich Jungen. Im Durchschnitt erkrankt daran eines von 5000 Kindern. Klinisch wird die Erkrankung im Alter zwischen drei und fünf Jahren sichtbar, in der Folge werden bei den Betroffenen Muskelfasern zunehmend durch Fett- und Bindegewebe ersetzt. Betroffen sind zunächst Becken- und Oberschenkelmuskulatur, später auch die Atemmuskulatur und das Herz. Spätestens in der Pubertät benötigen die meisten Patienten einen Rollstuhl. DMD ist bislang nicht heilbar.

Mediziner der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben nun gemeinsam mit Forschern der LMU ein neues bildgebendes Verfahren entwickelt, mit dem sich zuverlässig bestimmen lässt, in welchem Grad neuromuskuläre Erkrankungen wie die Duchenne-Muskeldystrophie, eine Erbkrankheit im Kindesalter, fortschreiten. Die sogenannte multispektrale optoakustische Tomographie (MSOT) ist dabei der bislang verwendeten Bildgebung mittels MRT und Ultraschall überlegen.

MRT und Ultraschall liefern zwar Aufnahmen der anatomischen Struktur, allerdings nicht auf zellulärer Ebene. Die neue Methode dagegen kann den Krankheitsverlauf sogar auf molekularer Ebene zuverlässig bestimmen. Getestet wurde das neue Verfahren zunächst im Tiermodell an Schweinen. Eckhard Wolf, Inhaber des Lehrstuhls für molekulare Tierzucht und Biotechnologie an der LMU, nutzte hier das Schweinemodell für die Duchenne Muskeldystrophie, das sein Team in den vergangenen Jahren entwickelt hatte.

Bei der MSOT sendet ein Nahinfrarot-Laser gezielt Pulse in das Gewebe. Dabei entstehen akustische Druckwellen, anhand derer körpereigene Farbstoffe, sogenannte Chromophore, visualisiert werden können. So lässt sich etwa der Kollagenanteil in den Muskeln bestimmen. Kollagen ist ein zentraler Bestandteil des Bindegewebes. Genau dieses Gewebes ersetzt bei DMD-Patienten zunehmend die Muskeln. Die Tests haben gezeigt, dass der gemessene Kollagengehalt sehr stark mit dem Zustand der Patienten korreliert. Die Forscher hoffen, dass sich das Verfahren auch bei anderen neuromuskulären Erkrankungen anwenden lässt, bei denen sich die Struktur des Körpergewebes ändert. (FAU/LMU)

Titel der Originalarbeit

Adrian P. Regensburger, Lina M. Fonteyne, Jörg Jüngert, Alexandra L. Wagner, [...], Thomas Fröhlich, Michael Uder, Joachim Woelfle, Wolfgang Rascher, Regina Trollmann, Eckhard Wolf, Maximilian J. Waldner & Ferdinand Knieling.
Detection of collagens by multispectral optoacoustic tomography as an imaging biomarker for Duchenne muscular dystrophy
Nature Medicine 2019; 25:1905-1915

Quelle: LMU